Pengertian Pelumas (Oli), Jenis, dan Fungsinya

Pelumas sejatinya tersusun dari salah satu jenis zat kimia yang digunakan untuk mengontrol berbagai gesekan dan keausan permukaan dalam kontak benda dalam gerakan relatif. Atas dasar inipula pelumas bisa dalam bentuk padat (logam-padat, karbon, grafit), setengah padat (gemuk), cair (minyak, air), dan gas.

Adapun untuk pelumas cair dapat diklasifikasikan berdasarkan oli dasar menjadi oli sintetik/semi sintetis, mineral, atau yang dapat diterima lingkungan (dapat terurai secara hayati). Selain aplikasi industri, pelumas juga memiliki beragam fungsi atau kegunaan lainnya, termasuk memasak (minyak dan lemak yang digunakan dalam wajan, dalam memanggang untuk mencegah makanan lengket), bioaplikasi pada manusia (misalnya pelumas untuk sendi buatan), pemeriksaan USG, pemeriksaan kesehatan. Penjelasan ini terutama digunakan untuk mengurangi gesekan dan untuk berkontribusi pada fungsi mekanisme yang lebih baik dan efisien.

Pelumas (Oli)

Sejarah pelumas dimulai ribuan tahun yang lalu, pada 2400 SM (dan mungkin sebelumnya), sebuah patung Mesir diangkut ke kuburan Tehuti-Hetep, El-Bersheh dengan bantuan pelumas cair (minyak/air) untuk mengurangi gesekan antara kereta luncur dan tanah / pasir. Pada 1400 SM, orang Mesir menggunakan lemak hewani untuk melumasi as roda kereta.

Namun, pemahaman teoritis yang kuat tentang aksi pelumas hanya mungkin dengan perkembangan hukum aliran kental yang ditemukan oleh Sir Isaac Newton pada tahun 1687. Berdasarkan hukum aliran viskositas (laws of viscous flow), Profesora Osborne Reynolds mengembangkan persamaan klasik pelumasan film tipis. Persamaan ini adalah dasar dari teori pelumasan hidrodinamik klasik dan merupakan teori pelumasan yang paling banyak digunakan.

Pada awal abad ke-20, hanya minyak mineral, minyak nabati, atau lemak, dan gemuk yang kebanyakan dianggap sebagai pelumas. Namun belakangan ini pelumas padat, oli sintetik, pelumas berbahan dasar air dan gas juga dimasukkan ke dalam konsep pelumas. Konsep yang lebih luas telah disertai dengan pemahaman yang lebih baik tentang kinerja pelumas, dan keterbatasannya.

Pengertian Pelumas

Pelumas adalah serangkaian zat yang mengurangi gesekan dan keausan antara dua permukaan sehingga diterapkan pada antarmuka dua permukaan melalui bahan yang digunakan pada permukaan atau bagian sesuatu, terutama sesuatu yang mekanis, agar bagian tersebut bergerak dengan lancar.

Pengertian Pelumas Menurut Para Ahli

Adapun definisi pelumas menurut para ahli, antara lain:

1. Biolubricants (2013), Arti pelumas adalah zat yang digunakan untuk memfasilitasi gerakan relatif benda padat dengan meminimalkan gesekan dan keausan antara permukaan yang berinteraksi.
2. Merriam-Webster (2020), Pengeritian pelumas adalah zat (seperti gemuk) yang mampu mengurangi gesekan, panas, dan keausan saat dimasukkan sebagai film di antara permukaan padat, sehingga sesuatu yang mengurangi atau mencegah gesekan atau kesulitan

Ciri Pelumas

Pelumas memiliki karakteristik, diantaranya yaitu:

1. Titik nyala tinggi dan titik tuang rendah (untuk mengalirkan dan melumasi dalam kisaran suhu)
2. Indeks viskositas tinggi (agar tetap stabil dan melumasi dalam kisaran suhu dan perubahan suhu)
3. Stabilitas termal
4. Penyapihan (Kemampuan pemisahan air)
5. Pencegahan korosi
6. Resistensi keasaman tinggi
7. Dapat bercampur dengan pelumas lain
8. Fungsi efektif dalam tekanan dan beban tinggi

Jenis Pelumas

Berdasarkan struktur molekul bahan pelumas serta kekuatan gesernya, pelumas diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Padat

Pelumas padat adalah bahan padat yang diaplikasikan atau disisipkan di antara dua permukaan yang bergerak atau permukaan bantalan. Bahan ini akan jauh lebih mudah geser daripada bantalan atau permukaan yang bergerak.

Tiga persyaratan utama suatu bahan untuk menjadi pelumas padat adalah kemampuan untuk menopang beban yang diterapkan tanpa distorsi besar, koefisien gesekan yang rendah, dan tingkat keausan yang rendah. Pelumas padat umumnya digunakan saat kondisi ekstrim. Pelumas padat digunakan dalam bentuk bubuk, sebagai gemuk pelumas, suspensi, film logam, atau pelumas terikat.

Daya tahan pelumas padat ditingkatkan dengan melapisi pengikat bersama dengan pigmen pelumas. Lapisan terikat ini memberikan ketebalan film yang lebih besar dan meningkatkan masa pakai pelumas dan permukaan tempat pelumas diterapkan. Pelumas padat selanjutnya dapat diklasifikasikan menjadi empat sub jenis, yaitu polimer, logam-padat, karbon dan grafit, serta keramik dan cermet.

1. Polimer

Polimer adalah salah satu kelompok pelumas padat terbesar, yang cocok untuk digunakan dengan beban ringan. Ada tiga pelumas padat polimer utama, politetrafluoroetilena (PTFE), Nylon, dan polimer sintetis.

Politetrafluoroetilena adalah sifat polimer yang berasal dari etilen. Semua atom hidrogen dalam molekul etilen digantikan oleh atom fluor untuk menghasilkan polytetrafluoroethylene. Ini biasanya digunakan sebagai pelumas padat karena gesekannya yang rendah, stabilitas kimianya, energi permukaannya yang rendah, dan kelembaman kimianya yang lebih besar.

Untuk semua poin plus dari polytetrafluoroethylene, ada beberapa kelemahannya juga, yaitu memiliki tingkat keausan yang relatif tinggi; memiliki ekspansi termal tinggi dan konduktivitas termal rendah yang membuatnya kurang diminati untuk digunakan di lingkungan bersuhu tinggi; kapasitas muatnya rendah.

Namun, kelemahan tersebut dapat diatasi melalui penggunaan polimer sintetik. Pelumas polimer sintetis dapat dibuat dengan mencampur kaca dan pengisi berbasis karbon dengan PTFE. Meresapi PTFE dengan struktur logam seperti perunggu atau timah juga merupakan pilihan. Modifikasi ini juga memungkinkan PTFE sintetis untuk menahan beban yang lebih tinggi dan meningkatkan laju keausan.

2. Logam-padat

Pelumas padat ini mengandung padatan lamelar dan mencapai gesekan rendah melalui proses yang dikenal sebagai transfer film. Molibdenum disulfida adalah pelumas padat ikatan logam yang paling umum digunakan.

Beberapa keunggulan pelumas logam padat seperti molibdenum disulfida adalah daya dukung beban yang tinggi, kinerja suhu tinggi yang baik, dan gesekan yang rendah. Pelumas ini juga stabil dalam vakum hingga 1000 derajat Celcius. Karenanya, molibdenum disulfida juga digunakan dalam aplikasi ruang angkasa.

Kelemahannya adalah kinerja yang kurang optimal dengan adanya kelembapan dan ketebalan film yang tinggi. Film yang lebih tebal tidak bertahan lama karena lebih mudah rusak. 

3. Karbon dan grafit

Segel grafit karbon digunakan sebagai pelumas padat. Itu memiliki sifat yaitu stabilitas suhu tinggi, stabilitas oksidasi tinggi, dan kinerja berkelanjutan dalam aplikasi kecepatan geser tinggi. Grafit sebagai material memiliki gesekan rendah dan dapat menahan beban sedang.

Grafit, bagaimanapun, rentan terhadap korosi dan tidak bekerja dengan baik dalam ruang hampa. Performa pelumasan grafit sebenarnya meningkat dengan peningkatan suhu. Namun, melebihi 500 derajat Celcius, korosi akan meningkat.

4. Keramik dan cermet

Pelapis keramik dan cermet digunakan sebagai pelumas dalam situasi di mana tingkat keausan yang lebih rendah lebih penting daripada gesekan rendah. Pelapis keramik / cermet dapat digunakan pada kisaran suhu tinggi sekitar 1000 derajat Celcius.

Lapisan keramik/bahan cermet setebal 0,5 mm menawarkan cara hemat untuk memanfaatkan ketahanan ausnya. Lapisan tersebut dapat disemprotkan menggunakan pistol detonasi, penyemprotan plasma, atau deposisi elektrolitik menggunakan elektrolit yang mengandung partikel keramik.

2. Gemuk Semi Padat

Gemuk dianggap sebagai salah satu bentuk pelumas paling serbaguna. Ini dapat digunakan di berbagai lingkungan dengan berbagai suhu, kondisi beban, atau kecepatan. Baik itu lingkungan kering atau basah, lingkungan berdebu atau bersih, atau bahkan lingkungan korosif, gemuk dapat digunakan dalam semua jenis aplikasi.

Gemuk adalah sejenis cairan plastik semu. Salah satu sifat gemuk yang paling penting adalah konsistensi. Konsistensi tidak lain adalah kekerasan atau kelembutan relatif dari bahan apa pun. Gemuk terdiri dari minyak pelumas yang memiliki viskositas rendah dan dikentalkan dengan padatan terdispersi halus yang dikenal sebagai pengental. Gemuk terdiri dari:

1. Minyak Dasar

Minyak bumi dan minyak dasar sintetik digunakan dalam pembuatan gemuk. Sifat minyak dasar sangat penting karena mempengaruhi sifat lemak yang dihasilkan dari minyak. Minyak dasar dengan viskositas rendah dan ringan digunakan untuk menghasilkan gemuk yang bekerja pada suhu rendah. Minyak dasar yang lebih berat dan viskositas tinggi digunakan untuk menghasilkan gemuk bersuhu tinggi.

2. Aditif

Aditif kimia tertentu ditambahkan ke pelumas untuk memperbaiki sifatnya. Pilihan aditif tergantung sepenuhnya pada penggunaan akhir atau aplikasi gemuk. Faktor-faktor seperti parameter kinerja, dampak lingkungan, parameter keberlanjutan, kompatibilitas, biaya, dan warna semuanya berperan dalam pemilihan aditif.

3. Pengental

Pengental ditambahkan ke minyak dasar untuk mengentalkan bahan dan menghasilkan minyak. Ada dua jenis pengental, pengental organik dan pengental anorganik. Pengental anorganik tidak berbahan dasar sabun sedangkan pengental organik dapat berbahan dasar sabun atau non-sabun.

Beberapa keunggulan menggunakan gemuk sebagai bahan pelumas adalah ketahanannya terhadap air, kekuatan ikatannya dengan permukaan saat diaplikasikan, frekuensi aplikasi yang lebih rendah, kemampuannya untuk mengurangi kebisingan dan getaran, kemampuannya untuk menutup kontaminan, dan kegunaannya secara vertikal/poros miring.

Akan tetapi, beberapa kelemahan menggunakan gemuk sebagai pelumas adalah disipasi panasnya yang buruk, kerentanannya terhadap kontaminasi debu, dan ketidakmampuan untuk menyaring kontaminan dari gemuk.

3. Cair

Pelumas cair digunakan secara ekstensif dalam aplikasi yang tinggi dalam hal kecepatan dan ukuran beban. Pelumas cair merupakan jenis pelumas yang paling dominan di pasaran. Pelumas cair terdiri dari minyak dasar dan beberapa zat aditif. Macam-macam jenis pelumas cair adalah sebagai berikut:

1. Minyak Mineral

Pelumas berbahan dasar mineral diekstraksi dari minyak mentah. Pelumas minyak mineral terdiri dari empat jenis. Jenis pertama adalah minyak parafin yang memiliki ketahanan yang baik terhadap oksidasi. Ini menunjukkan stabilitas termal yang baik, tidak mudah menguap, dan memiliki titik nyala yang tinggi.

Jenis pelumas minyak mineral kedua adalah minyak naftenik. Pelumas jenis ini bagus untuk aplikasi suhu rendah. Ini memiliki titik nyala lebih rendah dari pelumas minyak parafin. Saat pelumas oli naftenik dibakar, terbentuk endapan lunak yang pada gilirannya menurunkan keausan abrasif.

Jenis pelumas minyak mineral yang ketiga adalah oli multigrade. Itu dibuat dengan menambahkan polimer dalam minyak mineral, sehingga meningkatkan indeks viskositas pelumas. Pelumas ini memiliki tingkat kerataan yang berbeda di mana tingkat oli pelumas tertentu dapat menawarkan kinerja yang optimal dalam suhu rendah atau suhu tinggi.

Terakhir, minyak sintetis adalah jenis pelumas minyak bumi mineral lainnya. Pelumas jenis ini dibuat untuk tahan terhadap kondisi pengoperasian yang berat. Mesin jet menggunakan pelumas sintetis. Pelumas ini mahal tetapi dapat menahan panas dan stres tingkat tinggi. Beberapa minyak sintetis yang umum digunakan adalah ester, silikon, poliglikol, dan lain-lain.

2. Minyak Nabati

Pelumas berbahan dasar minyak yang terbuat dari lobak dan jarak dikenal sebagai pelumas minyak nabati. Minyak nabati mengandung lebih banyak pelumas batas alami daripada yang diamati pada minyak mineral. Namun pelumas minyak nabati kurang stabil dibandingkan pelumas minyak mineral pada rentang suhu tinggi.

3. Minyak Hewani

Lemak yang diambil dari ikan dan hewan merupakan sumber minyak hewani. Itu ditambahkan ke minyak mineral untuk meningkatkan kemampuan pembentukan film dari minyak mineral. Minyak hewani tidak mudah menguap. Kelemahan utama minyak hewani adalah ketersediaannya.

4. Gas

Gas seperti sifat nitrogen dan helium digunakan sebagai pelumas dalam aplikasi di mana ketebalan film antara pasangan tribo sangat kecil. Keunggulan menggunakan pelumas gas adalah rentang suhu yang besar, tidak perlu penyegelan untuk pelumasan, gesekan yang sangat rendah karena viskositas rendah, tidak ada penguapan, tidak ada pemadatan, dan tidak ada dekomposisi.

Kelemahan penggunaan pelumas gas adalah kapasitas beban yang rendah, toleransi yang lebih rendah untuk setiap kesalahan dalam estimasi beban, dan kebutuhan akan perancang spesialis dalam menciptakan permukaan yang halus dengan jarak bebas yang rendah.

Fungsi Pelumas

Fungsi utama pelumas diantaranya yaitu:

1. Minimalisasi gesekan. Film pelumas yang terbentuk di antara permukaan logam yang bergerak dalam kontak sama sekali tidak memungkinkan terjadinya kontak ini.
2. Pengurangan panas yang tumbuh. Semakin kental pelumas, semakin tinggi gesekan internal dan panas yang dihasilkan. Pemilihan pelumas yang tepat memberikan keseimbangan yang diperlukan antara apa yang diperlukan untuk melindungi mesin tanpa menimbulkan gesekan internal yang berlebihan pada pelumas yang digunakan.
3. Pengurangan keausan adalah fungsi dasar pelumas. Umumnya, semakin kental oli, semakin besar perlindungan terhadap keausan, dengan aditif juga memainkan peran penting. Aditif modern memungkinkan penggunaan pelumas dengan viskositas rendah untuk menawarkan perlindungan yang sama terhadap keausan.
4. Perlindungan terhadap korosi dan karat. Saat pelumas “menua”, itu akan menciptakan produk sampingan yang korosif, sehingga dibutuhkan perlindungan terhadap logam dengan aditif anti korosi / anti karat tertentu.

Nah, demikin saja artikel yang bisa kami kemukakan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian pelumas (oli) menurut para ahli, macam, dan fungsinya yang ada di berbagai bidang kehidupan. Semoga memberi wawasan untuk kalian yang membutuhkannya.